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Updated: May 10, 2026
Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization
Published on: January 29, 2017
Acceptores no fullerenos de ajuste fino con halogenación y incorporación de silicio para células solares orgánicas de
Hongli Wang1, Xingjian Dai1, Chentong Liao2
1School of Chemical Engineering and National Key Laboratory of Advanced Polymer Materials, Sichuan University, Chengdu 610065, P. R. China. xpxu@scu.edu.cn.
Se sintetizaron nuevos aceptores no fullerenos (ANF) de la serie Y con modificaciones de halógenos. La variante HSi demostró un rendimiento fotovoltaico mejorado, logrando una eficiencia de conversión de energía (PCE) del 19,56% debido a un mejor empaque molecular y una pérdida de energía reducida.
Área de la Ciencia:
- Ciencias de los materiales
- Productos electrónicos orgánicos
- Las instalaciones fotovoltaicas
Sus antecedentes:
- Los aceptores no fullerenos (ANF) son cruciales para mejorar la eficiencia de las células solares orgánicas.
- El diseño molecular, incluida la ingeniería de la cadena lateral y la halogenación, influye significativamente en las propiedades de los NFA y el rendimiento del dispositivo.
Objetivo del estudio:
- Para sintetizar nuevos NFA de la serie Y con modificaciones de la cadena lateral en 2D.
- Investigar el impacto de la halogenación (hidrógeno, flúor, cloro) en el empaque molecular, los niveles de energía y el rendimiento fotovoltaico.
- Para correlacionar las modificaciones estructurales con la eficiencia del dispositivo y los mecanismos de pérdida de energía.
Principales métodos:
- Síntesis de tres nuevos NFA de la serie Y: HSi, FSi y ClSi, con modificaciones de la cadena lateral en 2D.
- Caracterización del empaque molecular y los niveles de energía a través de técnicas experimentales.
- Fabricación y ensayo de células solares orgánicas que incorporan los NFA sintetizados para evaluar el rendimiento fotovoltaico.
Principales resultados:
- La halogenación de los NFA de la serie Y alteró significativamente el empaque molecular y los niveles de energía.
- El NFA de HSi demostró una cristalinidad equilibrada y un apilamiento molecular.
- HSi logró una eficiencia de conversión de potencia (PCE) del 19,56%, un voltaje máximo de circuito abierto (VOC) de 0,940 V y una pérdida de energía no radiativa reducida de 0,172 eV.
Conclusiones:
- La modificación de la cadena lateral 2D y la halogenación son estrategias efectivas para ajustar las propiedades de NFA.
- El HSi NFA representa un material prometedor para las células solares orgánicas de alto rendimiento.
- El empaque molecular optimizado y la reducción de la recombinación no radiativa son clave para lograr altos PCE.
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